최상의 답변
다음에 대한 공식이 없습니다 . 실제 재료의 최대 인장 강도를 계산합니다. 비록 직관적으로 있어야한다고 생각하고 좋은 사례를 만들 수 있습니다.
재료가 파손되면 두 개의 새로운 표면이 생성되므로 원칙적으로 새로운 파 단면의 표면 에너지는 파손되기 전에 재료의 변형 에너지와 같아야합니다. 따라서 우리가 알아야 할 것은 물질의 두 원자 층 사이의 원자 결합을 분리하는 응력입니다.
응력을받는 물질의 변형 에너지는
s와 같습니다. ^ 2.x / 2.E
… 여기서 x는 원자 층 사이의 간격 (미터 단위)이고, s는 적용된 응력이고 E는 재료의 영 계수입니다. 이제 재료의 표면 에너지 (평방 미터당)가 G이고 균열이 두 개의 새로운 표면을 생성한다면
s ^ 2.x / 2.E = 2.G
또는 재정렬
s = 2 \ sqrt (GE / x)
그게 당신이 찾고있는 공식이 될 것입니다. 그러나 Hooke의 법칙은 작은 변형에 대해서만 선형이므로 더 정확한 첫 번째 근사를 위해 2의 곱셈을 제거해야합니다.
s = \ sqrt (GE / x)
삽입 이 공식에 강철의 전형적인 값은 약 30,000 MN / m ^ 2의 결과를 산출합니다. 그러나 일반적인 강철은 약 400 MN / m ^ 2에 불과하며 매우 강한 와이어조차도 약 2500 MN / m ^ 2를 초과하는 경우는 거의 없습니다. 이것이 왜 그런지 알고 싶다면 표면 결함이 스트레스 집중을 유발하기 때문입니다. 이것은 다른 책 길이의 답변의 주제입니다. 얇은 섬유를 사용한 실험은 단면적이 감소함에 따라 파괴 변형이 기하 급수적으로 증가하여 단일 가닥의 분자가 만들어 질 수 있다면 완전한 이론적 강도를 달성 할 수 있음을 보여줍니다.